DE2844949A1 - METHOD FOR PRODUCING 4-ACYLOXY-2-METHYLCROTONALDEHYDES - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING 4-ACYLOXY-2-METHYLCROTONALDEHYDESInfo
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Description
BASF Aktiengesellschaft - 2 - O. Z. 0050/03^464BASF Aktiengesellschaft - 2 - O. Z. 0050/03 ^ 464
•Verfahren zur Herstellung von 4-Acyloxy-2-methylcrotonaldehyden • Process for the production of 4-acyloxy-2-methylcrotonaldehyde
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 4-Acyloxy-2-methylcrotonaldehyden durch Umsetzung von ljl,4-Triacyloxy-2-methyl-2-butenen mit Wasser in Gegenwart von Carbonsäuren.The invention relates to a process for the preparation of 4-acyloxy-2-methylcrotonaldehyde by reacting ljl, 4-triacyloxy-2-methyl-2-butenes with water in the presence of carboxylic acids.
Es ist bekannt, daß man Gemische aus (E)- und (Z)-4-Acetoxy- -crotonaldehyd erhält, wenn man l,l,4-Triacetoxy-2-buten mit Wasser zum Rückfluß erhitzt, das Reaktionsgemisch mit Äther extrahiert und die vereinigten Ätherextrakte fraktioniert destilliert. Die Ausbeute an 4-Acetoxy-crotonaldehyden beträgt nur 40 %. (Chemische Berichte, Band 90, Seiten 187-193 (1957).It is known that mixtures of (E) - and (Z) -4-acetoxy-crotonaldehyde are obtained when l, l, 4-triacetoxy-2-butene is refluxed with water, the reaction mixture is extracted with ether and the combined ether extracts fractionally distilled. The yield of 4-acetoxy-crotonaldehyde is only 40 %. (Chemical Reports, Volume 90, pp. 187-193 (1957).
Es bestand die Aufgabe, die für die Synthese von Derivaten des all-trans Vitamins A als Vorprodukte geeigneten 4-Acyloxy-2-methylcrotonaldehyde aus l,l,4-Triacyloxy-2- -methyl-2-butenen herzustellen. Dabei war es wünschenswert, aus Isomerengemischen von (E)- und (Z)-I,l,4-Triacyloxy-2- -methyl-2-butenen in einem Reaktionsschritt und ohne zusätzliche Isomerisierungs- oder Trennstufe die (E)-Isomeren der zi-Acyloxy-2-methylcrotonaldehyde zu erhalten, weil nur diese für die Herstellung der all-trans Vitamin-A-Derivate geeignet sind.The object was to prepare the 4-acyloxy-2-methylcrotonaldehydes suitable as precursors for the synthesis of derivatives of the all-trans vitamin A from 1,4-triacyloxy-2-methyl-2-butenes. It was desirable from isomer mixtures of (E) - and (Z) -I, l, 4-triacyloxy-2-methyl-2-butenes in one reaction step and without an additional isomerization or separation step, the (E) isomers of z i-acyloxy-2-methylcrotonaldehyde, because only these are suitable for the production of the all-trans vitamin A derivatives.
L JL J
030018/0106030018/0106
η η *» · η η * »·
28U94928U949
BASF Aktiengesellschaft - 3 - O. Z. 00BASF Aktiengesellschaft - 3 - O. Z. 00
1Es wurde gefunden, daß man ^Acyloxy^-methylcrotonaldehyde"1 (4-Acyloxy-2-methyl-2-buten-l-ale) der Formel 1 It has been found that one ^ acyloxy ^ -methylcrotonaldehyde " 1 (4-acyloxy-2-methyl-2-buten-1-ale) of the formula
. H\ ^CHO. H \ ^ CHO
0 /C=C" I,0 / C = C "I,
It >vIt> v
R-C-O-CHg CH,R-C-O-CHg CH,
worin R ein Wasserstoffatom oder einen aliphatischen Rest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, in hoher Ausbeute und fast ausschließlich als gewünschtes trans-Isomeres erhält, wenn man l,l,4-Triacyloxy-2-methyl-2-butene der Formel wherein R is a hydrogen atom or an aliphatic radical having 1 to 5 carbon atoms, in high yield and is obtained almost exclusively as the desired trans isomer when l, l, 4-triacyloxy-2-methyl-2-butenes of the formula
0 CH-, ^0-C-R0 CH-, ^ 0-C-R
II,II,
f CH
f
ι»O
ι »
0 fl
0
*® in der R und R jeweils ein Wasserstoffatom oder einen aliphatischen Rest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten, mit V/asser in Gegenwart von Carbonsäuren der Formel * ® in which R and R each represent a hydrogen atom or an aliphatic radical with 1 to 5 carbon atoms, with V / water in the presence of carboxylic acids of the formula
R-COOH III,R-COOH III,
wobei R die oben genannte Bedeutungen besitzt, umsetzt.where R has the meanings given above.
Die Reaktion kann für den Fall der Herstellung von 4-Acetoxy-2-methyl-crotonaldehyd (4-Acetoxy-tiglinaldehyd) 1^ durch die folgenden Formeln wiedergegeben werden (-OAc= -0- -CO-CH,):The reaction in the case of the production of 4-acetoxy-2-methyl-crotonaldehyde (4-acetoxy-tiglinaldehyde) 1 ^ can be represented by the following formulas (-OAc = -0- -CO-CH,):
030018/0106030018/0106
28U94928U949
BASF Aktiengesellschaft - 4 - 0.2. 0050/033^64BASF Aktiengesellschaft - 4 - 0.2. 0050/033 ^ 64
CH0-CH=C-CH-OAc +CH 0 -CH = C-CH-OAc +
OAcOAc
OAcOAc
Hv * .-CHOHv *.-CHO
C=C^ + 2 HOAc AcO-CH2 CH3 C = C ^ + 2 HOAc AcO-CH 2 CH 3
Das Ergebnis der erfindungsgemäßen Verseifung, bei der auch aus Gemischen von (E)- und (Z)-I,1,4-Triacyloxy-2-methy1-2- -butenen die gewünschten (E)-4-Acyloxy-2-methylcrotonaldehyde entstehen, ist überraschend, da sich bekanntlich spezifische cis-trans-Isomerisierungen in der Mehrzahl der Fälle nur photochemisch, in Gegenwart von radikalischen Katalysatoren, wie Stickstoffmonoxid oder Jod oder in Einzelfällen thermisch herbeiführen lassen. (Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band 5/lb, Seiten 670 bis 672). Bei der Hydrolyse von Gemischen der (E)- und (Z)-Isomeren der Formel II wären Gemische aus (E)- und (Z)-4-Acyloxy-2- -methylcrotonaldehyden und außerdem wesentlich schlechtere Ausbeuten zu erwarten gewesen.The result of the saponification according to the invention, in which also from mixtures of (E) - and (Z) -I, 1,4-triacyloxy-2-methy1-2- -butenes the desired (E) -4-acyloxy-2-methylcrotonaldehyde arise is surprising, as is known to be specific cis-trans isomerizations in the majority of cases only photochemically, in the presence of radical catalysts, such as nitric oxide or iodine or in individual cases can be brought about thermally. (Houben-Weyl, Methods of organic chemistry, Volume 5 / Ib, pages 670 to 672). In the hydrolysis of mixtures of the (E) and (Z) isomers of the formula II, mixtures of (E) and (Z) -4-acyloxy-2- -methylcrotonaldehyden and also much poorer yields were to be expected.
Die als Ausgangsstoffe verwendeten 1,1,4-Triacyloxy-2-methyl-2-butene können z.B. durch Acyloxylierung von 1-Acyloxy-2-methyl-l,3-butadienen mit Carbonsäuren und Sauerstoff in Gegenwart von Palladium und Platin enthaltenden Katalysatoren hergestellt werden. Das Verhältnis von (E)-zu (Z)-Isomeren ist für die erfindungsgemäße Verseifung nicht von Bedeutung, da man, ausgehend von den reinen Isomeren und von Gemischen beliebiger Zusammensetzung, fast ausschließlich die gewünschten (E)-4-Acyloxy-2-methylcrotonaldehyde erhält.The 1,1,4-triacyloxy-2-methyl-2-butenes used as starting materials can e.g. by acyloxylation of 1-acyloxy-2-methyl-1,3-butadienes with carboxylic acids and oxygen in the presence of palladium and platinum containing Catalysts are produced. The ratio of (E) to (Z) isomers is essential for the saponification according to the invention of no importance, since, starting from the pure isomers and mixtures of any composition, almost receives only the desired (E) -4-acyloxy-2-methylcrotonaldehyde.
1 2
Die Reste R, R und R , die gleich oder verschieden sein
können, stehen vorzugsweise für ein Wasserstoffatom oder1 2
The radicals R, R and R, which can be identical or different, preferably represent a hydrogen atom or
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BASF Aktiengesellschaft ■- 5 - °·ζ· 0050/033^64BASF Aktiengesellschaft ■ - 5 - ° · ζ · 0050/033 ^ 64
"für einen Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen, insbesondere für einen Methyl-, Äthyl-, Propyl-, η-Butyl oder i-Butyl-Rest."for an alkyl radical with 1 to 5 carbon atoms, in particular for a methyl, ethyl, propyl, η-butyl or i-butyl radical.
Die Umsetzung wird in Gegenwart von Carbonsäuren der Formel III, in denen R die obengenannte Bedeutung hat, durchgeführt. Essigsäure ist aus wirtschaftlichen und praktischen Gründen besonders bevorzugt. Zweckmäßigerweise wird die Umsetzung in Gegenwart - der Carbonsäure durchgeführt, die auch bei der Herstellung der l,l,4-Triacyloxy-2-methyl-2-butene als Reaktionspartner und/oder Reaktionsmedium verwendet wird. Man verwendet z.B. 0,1 bis 50 Mol Carbonsäure der Formel III pro Mol Triacylat der Formel II.The reaction is carried out in the presence of carboxylic acids of the formula III, in which R has the abovementioned meaning, carried out. Acetic acid is both economical and practical Reasons particularly preferred. The reaction is expediently carried out in the presence of the carboxylic acid, and that too used as a reaction partner and / or reaction medium in the preparation of the l, l, 4-triacyloxy-2-methyl-2-butenes will. For example, 0.1 to 50 moles of carboxylic acid of the formula III are used per mole of triacylate of the formula II.
Die Umsetzung wird im allgemeinen bei Temperaturen von 0 bis 2000C, vorzugsweise von δθ bis 2000C, drucklos oder
unter Druck, diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt. Die Wassermenge beträgt vorteilhaft 1 bis 50 Mol,
insbesondere 1 bis 5 Mol Wasser je Mol Ausgangsstoff der Formel II.
20The reaction is generally carried out at temperatures of 0 to 200 0 C, preferably from δθ to 200 0 C, under atmospheric or superatmospheric pressure, batchwise or continuously. The amount of water is advantageously 1 to 50 mol, in particular 1 to 5 mol of water per mole of starting material of the formula II.
20th
Beispielsweise verfährt man wie folgt: Ein.Gemisch aus dem Ausgangsstoff der Formel II, Wasser und der Carbonsäure der Formel III wird auf die Reaktionstemperatur gebracht und 1 bis 5 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Dann wird nach der destillativen Abtrennung von Carbonsäuren und überschüssigem Wasser fraktioniert destilliert, um den (E)-4-Acyloxy-2-methylcrotonaldehyd zu gewinnen.For example, one proceeds as follows: In.Mixture out the starting material of the formula II, water and the carboxylic acid of the formula III is adjusted to the reaction temperature brought and kept at this temperature for 1 to 5 hours. Then after the separation by distillation fractionally distilled from carboxylic acids and excess water to give the (E) -4-acyloxy-2-methylcrotonaldehyde to win.
Die nach dem Verfahren der Erfindung erhältichen 4-Acyloxy- -2-methylcrotonaldehyde stellen wertvolle Ausgangsstoffe für die Herstellung von Terpenen dar. (E)-4-Acetoxy-2-methylcrotonaldehyd dient beispielsweise bei der Synthese von Vitamin Α-Acetat als C^-Baustein.The 4-acyloxy obtained by the process of the invention -2-methylcrotonaldehyde are valuable raw materials for the production of terpenes. (E) -4-acetoxy-2-methylcrotonaldehyde serves, for example, in the synthesis of vitamin Α acetate as a C ^ building block.
030018/0106030018/0106
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BASF Aktiengesellschaft - 6 - 0.2. 0050/033464BASF Aktiengesellschaft - 6 - 0.2. 0050/033464
t>ie in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile. Ί Beispiel 1 The parts mentioned in the examples are parts by weight. Ί Example 1
48,8 Teile l,l,4-Triacetoxy-2-methyl-2-buten, die nach der NMR-Analyse aus 46,4 % (E)- und 53,6 % (Z)-Isomeren bestehen, werden mit 500 Teilen Eisessig und 18 Teilen Wasser 2,5 Stunden lang zum Sieden erhitzt. Nach dem Abziehen von Essigsäure und Wasser am Rotationsverdampfer bei 40 bis 5O0C und Wasserstrahlvakuum erhält man bei der fraktionierten Destillation 23,2 Teile 4-Acetoxy-2-methylcrotonaldehyd (81,6 % der Theorie) vom Siedepunkt 102 bis 103°C/23,9 mbar 2048.8 parts of 1,4-triacetoxy-2-methyl-2-butene, which, according to NMR analysis, consist of 46.4 % (E) and 53.6 % (Z) isomers, have 500 Parts of glacial acetic acid and 18 parts of water heated to boiling for 2.5 hours. After withdrawing acetic acid and water on a rotary evaporator at 40 to 5O 0 C and water-jet vacuum 23.2 parts (81.6% of theory) are obtained in the fractional distillation of 4-acetoxy-2-methylcrotonaldehyde of boiling point 102-103 ° C / 23.9 mbar 20
(n~ = 1,4641). Nach der NMR-Analyse (Aldehydprotonen) besteht der gewonnene Aldehyd zu 98,0 % aus (E)- und zu 2,0 % aus (Z)-4-Acetoxy-2-methylcrotonaldehyd.(n ~ = 1.4641). According to the NMR analysis (aldehyde protons), the aldehyde obtained consists of 98.0 % (E) - and 2.0 % of (Z) -4-acetoxy-2-methylcrotonaldehyde.
48,8 Teile l,l,4-Triacetoxy-2-methyl-2-buten der im Beispiel 1 angegebenen Isomerenzusammensetzung werden mit 400 Teilen Ameisensäure und 10,8 Teilen Wasser 3 Stunden lang zum Sieden erhitzt. Nach dem Abziehen von Ameisensäure und Wasser am Rotationsverdampfer erhält man bei der fraktionierten Destillation 21,5 Teile 4-Acetoxy-2- -methylcrotonaldehyd (75j6 % der Theorie) vom Siedepunkt 102 bis 1O5°C/21 mbar (n^0= 1,4642). Nach der NMR-Analyse besteht der gewonnene Aldehyd zu 98,3 % aus (E)- und zu 1,7 % aus (Z)-4-Acetoxy-2-methylcrotonaldehyd.48.8 parts of l, l, 4-triacetoxy-2-methyl-2-butene of the isomer composition given in Example 1 are heated to boiling with 400 parts of formic acid and 10.8 parts of water for 3 hours. After the formic acid and water have been stripped off on a rotary evaporator, the fractional distillation gives 21.5 parts of 4-acetoxy-2-methylcrotonaldehyde (75.6 % of theory) with a boiling point of 102 to 105 ° C./21 mbar (n ^ 0 = 1, 4642). According to the NMR analysis, the aldehyde obtained consists of 98.3 % (E) - and 1.7 % of (Z) -4-acetoxy-2-methylcrotonaldehyde.
40,3 Teile 1,1,4-Triacetoxy-2-methyl-2-buten der in Beispiel 1 angegebenen Isomerenzusammensetzung werden mit 80 Teilen Wasser und 12 -Teilen Eisessig 3 Stunden unter Rückfluß erhitzt.40.3 parts of 1,1,4-triacetoxy-2-methyl-2-butene that in Example 1 specified isomer composition are mixed with 80 parts of water and 12 parts of glacial acetic acid for 3 hours Heated to reflux.
L -IL -I
030018/0106030018/0106
BASF Aktiengesellschaft - 7 - Ό. Ζ. 0050/033464BASF Aktiengesellschaft - 7 - Ό. Ζ. 0050/033464
nO±e Lösung wird nach dem Abkühlen mit 50 Volumenteilen Ί Äther extrahiert, mit Calciumchlorid gesättigt und noch drei mal mit je 50 Volumenteilen Äther extrahiert. Die vereinigten Ätherextrakte werden mit Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Abziehen des Äthers werden bei fraktionierter Destillation 18,8 Teile 4-Acetoxy-2-methylcrotonaldehyd (80,1 % der Theorie) vom Siedepunkt 100 bis 1040C/18,S mbar (Πρ s 1,4642) erhalten. Nicht umgesetztes 1,1,4-Triacetoxy- -2-methyl-2-buten ist nicht feststellbar. Laut NMR-Analyse besteht der gewonnene Aldehyd zu 97,5 % aus (E)- und zu 2,5 % aus (Z)-4-Acetoxy-2-methylcrotonaldehyd. n ± e O solution is extracted after cooling with 50 parts by volume Ί ether saturated with calcium chloride and extracted three times with 50 parts by volume of ether. The combined ether extracts are dried with magnesium sulfate. After removal of the ether, 18.8 parts, S mbar (1.4642 Πρ s) are in the fractional distillation of 4-acetoxy-2-methylcrotonaldehyde (80.1% of theory) of boiling point 100 to 104 0 C / 18 obtained. Unreacted 1,1,4-triacetoxy--2-methyl-2-butene cannot be detected. According to NMR analysis, the aldehyde obtained consists of 97.5 % (E) - and 2.5 % of (Z) -4-acetoxy-2-methylcrotonaldehyde.
48,8 Teile l,l,4-Triacetoxy-2-methyl-2-buten, die nach NMR-Analyse aus 75,5 % (E)- und 24,5 (Z)-Isomeren bestehen, werden mit 250 Teilen Eisessig und 18 Teilen Wasser 3 Stunden lang zum Sieden erhitzt. Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Aufarbeitung erhält man 23,9 Teile 4-Acetoxy-2-methyl-crotonaldehyd (84,1 % der Theorie) vom Siedepunkt 92 bis 96°C/l6 mbar (n^0= 1,4638). Nach NMR-Analyse besteht der gewonnene Aldehyd zu 98,5 % aus (E)- und zu 1,5 % aus (Z)-4-Acetoxy-2-methylcrotonaldehyd. 48.8 parts of 1,4-triacetoxy-2-methyl-2-butene, which according to NMR analysis consist of 75.5 % (E) and 24.5 (Z) isomers, are mixed with 250 parts of glacial acetic acid and 18 parts of water heated to boiling for 3 hours. After the work-up described in Example 1, 23.9 parts of 4-acetoxy-2-methyl-crotonaldehyde (84.1 % of theory) with a boiling point of 92 to 96 ° C./16 mbar (n ^ 0 = 1.4638) are obtained. According to NMR analysis, the aldehyde obtained consists of 98.5 % (E) - and 1.5 % of (Z) -4-acetoxy-2-methylcrotonaldehyde.
Entsprechend dem in Chemische Berichte, Band 90 (1957), Seite 192, Versuch 1 beschriebenen Verfahren werden 40,3 Teile l,l,4-Triacetoxy-2-methyl-2-buten, die nach der NMR-Analyse aus 46,4 % (E)- und 53,6 % (Z)-Isomeren bestehen, mit 80 Teilen Wasser 40 Minuten lang zum Sieden erhitzt. Die gaschromatographische Analyse einer Probe aus der auch bei Siedetemperatur sich abtrennenden organischen Phase ergibt, daß nur rund 10 % des Ausgangsproduktes inAccording to the method described in Chemischeberichte, Volume 90 (1957), page 192, Experiment 1, 40.3 parts of 1,4-triacetoxy-2-methyl-2-butene, which according to the NMR analysis of 46.4 % (E) and 53.6 % (Z) isomers, heated to boiling with 80 parts of water for 40 minutes. The gas chromatographic analysis of a sample from the organic phase which separates even at the boiling point shows that only around 10 % of the starting product is in
L. -IL. -I
030018/0106030018/0106
BASF Aktiengesellschaft - 8 - O. Z. 0050/033464BASF Aktiengesellschaft - 8 - O.Z. 0050/033464
r4-Acetoxy-2-methylcrotonaldehyd übergegangen sind. Man Ί erhitzt das Reaktionsgemisch weitere l40 Minuten zum Sieden. Die nun homogene Lösung wird nach dem Abkühlen mit 50 Volumenteilen Äther extrahiert, mit Calciumchlorid gesättigt und noch drei mal mit je 50 Volumenteilen Äther extrahiert. Die vereinigten Ätherextrakte trocknet man mit Magnesiumsulfat. Sie ergeben nach Abziehen des Äthers bei der fraktionierten Destillation 12,6 Teile 4-Acetoxy- -2-methylcrotonaldehyd (53»δ % der Theorie) vom Siedepunkt 103 bis 1O6°C/2O mbar (n^0= 1,4640) und 9,1 Teile unumgesetztes l,l,4-Triacetoxy-2-methyl-2-buten (22,6 % der Theorie) vom Siedepunkt 118 bis 127°C/20 mbar (n^0= 1,4487). Nach der NMR-Analyse besteht der gewonnene Aldehyd zu 89,3 % aus (E)- und zu 10,7 * aus (Z)-4-Acetoxy-2-methylcrotonaldehyd. r 4-acetoxy-2-methylcrotonaldehyde have passed over. The reaction mixture is heated to boiling for a further 140 minutes. After cooling, the now homogeneous solution is extracted with 50 parts by volume of ether, saturated with calcium chloride and extracted three more times with 50 parts by volume of ether each time. The combined ether extracts are dried with magnesium sulfate. After removing the ether in the fractional distillation, they give 12.6 parts of 4-acetoxy- -2-methylcrotonaldehyde (53 »δ % of theory) with a boiling point of 103 to 106 ° C./20 mbar (n ^ 0 = 1.4640) and 9.1 parts of unreacted 1,4-triacetoxy-2-methyl-2-butene (22.6 % of theory) with a boiling point of 118 to 127 ° C./20 mbar (n ^ 0 = 1.4487). According to the NMR analysis, the aldehyde obtained consists of 89.3 % (E) - and 10.7% of (Z) -4-acetoxy-2-methylcrotonaldehyde.
030018/0108030018/0108
Claims (3)
in der R- und R jeweils ein Wasserstoffatom oder einen aliphatischen Rest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten, mit Wasser in Gegenwart von Carbonsäuren der Formel 1 2
in which R and R each represent a hydrogen atom or an aliphatic radical having 1 to 5 carbon atoms, with water in the presence of carboxylic acids of the formula
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